KR102405126B1 - Asymmetric light intensity distribution from the luminary - Google Patents
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Abstract
한 실시예에서, 피크 세기가 거리의 방향을 따라서 가장 크고, 거리를 직접 가로질러서는 더 낮고, 거리의 하우스 측 상에서는 훨씬 더 낮은, 비대칭 광 세기 분포를 갖는 오버헤드 가로등(루미너리)이 형성된다. 원형의 투명한 광 가이드의 에지 주위에 광 가이드 내로 광을 주입하는 백색 광 LED들이 있다. 광 세기 분포의 비대칭을 제어하는 것에 도움을 주기 위해, 톱니형 홈들이 광 방출 표면에 대향하고 거리에 평행한 광 가이드 표면 내에 형성된다. 가우시안 확산기들은 광을 부분적으로 확산시키기 위해 사용된다. 홈들, 가우시안 확산기, 및 광 가이드 주위의 LED 세그먼트들에 의해 방출된 광의 상대적 양들의 적절한 선택에 의해, 광 출사 면의 직접 관찰이 균일한 광으로서 나타나면서 원하는 비대칭 광 세기 분포가 달성된다.In one embodiment, an overhead street lamp (luminary) is formed with an asymmetric light intensity distribution in which the peak intensity is greatest along the direction of the street, lower directly across the street, and much lower on the house side of the street. . Around the edge of a circular transparent light guide are white light LEDs that inject light into the light guide. To help control the asymmetry of the light intensity distribution, serrated grooves are formed in the light guide surface opposite the light emitting surface and parallel to the distance. Gaussian diffusers are used to partially diffuse the light. By proper selection of the grooves, the Gaussian diffuser, and the relative amounts of light emitted by the LED segments around the light guide, the desired asymmetric light intensity distribution is achieved with direct observation of the light exit surface appearing as uniform light.
Description
관련 출원들과의 상호 참조CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
본 출원은 2016년 2월 22일자 출원된 미국 가 특허 출원 번호 62/298,355호, 2016년 4월 27일자 출원된 미국 가 특허 출원 번호 62/328,402호, 및 2016년 6월 7일자 출원된 유럽 특허 출원 번호 16173295.3호를 우선권 주장한다. 미국 가 특허 출원 번호 62/298,355호, 미국 가 특허 출원 번호 62/328,402호, 및 유럽 특허 출원 번호 16173295.3호는 본 명세서에 포함된다.This application is based on U.S. Provisional Patent Application No. 62/298,355, filed on February 22, 2016, U.S. Provisional Patent Application No. 62/328,402, filed on April 27, 2016, and European Patent Application No. 62/328,402, filed on June 7, 2016 Application No. 16173295.3 claims priority. U.S. Provisional Patent Application No. 62/298,355, U.S. Provisional Patent Application No. 62/328,402, and European Patent Application No. 16173295.3 are incorporated herein by reference.
발명의 분야field of invention
본 발명은 발광 다이오드(light emitting diode)(LED) 램프를 사용하는 일반적인 조명 디바이스에 관한 것으로, 특히, 거리, 좁은 길, 벽, 또는 다른 영역을 조명하기에 적합한 비대칭 광 세기 분포를 발생하는 루미너리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 가로등들은 보다 효율적이고 보다 신뢰성 있는 LED 루미너리들로 대체되고 있다. 원하는 광 세기 분포는 거리를 따라서는 가장 높은 피크 광 세기를 제공하고 거리에 대향하는 방향에서는 매우 작은 광 세기를 제공한다. 거리로부터 멀리 향하는 루미너리의 측은 여기서 "하우스 측(house side)"이라고 하고, 거리에 향하는 루미너리의 측은 여기서 "거리 측(street side)"이라고 한다. 하우스 측 방향에서의 광 세기는 거리를 따르는 인도 또는 연석을 조명하기에만 충분하여야 한다.Conventional street lights are being replaced by more efficient and more reliable LED luminaries. The desired light intensity distribution provides the highest peak light intensity along the distance and very little light intensity in the direction opposite the distance. The side of the luminary facing away from the street is referred to herein as the “house side” and the side of the luminary facing the street is referred to herein as the “street side”. The light intensity in the direction of the house side should only be sufficient to illuminate the sidewalk or curb along the street.
LED들을 사용하는 최신의 가로등들은 고 전력 LED들 위의 비대칭 렌즈들을 사용하여 광 세기 분포를 제어한다. 대안적으로, 종래의 보조 광학계들은 광이 하우스 측 방향으로 방출되는 것을 차단하면서 광을 아래로 및 옆으로 지향시키기 위해 사용된다. 이러한 가로등들은 관찰자가 루미너리를 직접 볼 때 심한 눈부심을 준다. 예를 들어, 한가지 유형의 가로등은 각각의 LED 위에 별도의 렌즈가 있는 8개의 고 전력 백색 광 LED의 2개의 평행한 열을 사용한다. 직접 보여질 때, 16개의 매우 밝은 점 광원이 보여진다. 이것은 픽셀화된 조명이라고 하고 미학적으로 바람직하지 않다.Modern street lights using LEDs use asymmetric lenses over high power LEDs to control the light intensity distribution. Alternatively, conventional auxiliary optics are used to direct light down and sideways while blocking the light from being emitted toward the house side. These street lights give the viewer a strong glare when looking directly at the luminary. For example, one type of street light uses two parallel rows of eight high power white light LEDs with a separate lens over each LED. When viewed directly, 16 very bright point light sources are visible. This is called pixelated lighting and is aesthetically undesirable.
필요한 것은 직접 보여질 때 루미너리가 비픽셀화된 패턴을 갖는, 오버헤드 가로등을 위해 최적화되는 것과 같은, 제어가능한 비대칭 광 세기 분포를 갖는 LED들을 사용하는 효율적인 루미너리이다.What is needed is an efficient luminaire that uses LEDs with a controllable asymmetric light intensity distribution, such as optimized for overhead street lights, where the luminary has a non-pixelated pattern when viewed directly.
한 실시예에서, 피크 세기가 거리의 방향을 따라서 가장 높고, 거리를 직접 가로질러서는 더 낮고, 거리의 하우스 측 상에서는 훨씬 더 낮은, 비대칭 광 세기 분포를 갖는 오버헤드 가로등(루미너리)이 형성된다. 세기 분포는 거리에 수직인 미러 영상일 수 있다.In one embodiment, an overhead street lamp (luminary) is formed with an asymmetric light intensity distribution in which the peak intensity is highest along the direction of the street, lower directly across the street, and much lower on the house side of the street. . The intensity distribution may be a mirror image perpendicular to the distance.
루미너리는 직경이 약 15인치(38㎝) 및 두께가 약 0.5㎝와 같은, 원형의 투명한 광 가이드를 포함한다. 원형의 금속 프레임은 광 가이드를 지지한다. 광 가이드의 에지 주위에는 지향성을 유지하기 위해 광 가이드의 연마된 에지 내로 광을 주입하는 가요성 스트립 상의 백색 광 LED들이 있다.The luminary includes a circular, transparent light guide, such as about 15 inches (38 cm) in diameter and about 0.5 cm thick. A circular metal frame supports the light guide. Around the edge of the light guide are white light LEDs on a flexible strip that inject light into the polished edge of the light guide to maintain directivity.
스트립 상의 LED들은 (루미너리의 크기에 따라) 12개의 세그먼트와 같은, 세그먼트들로 분할된다. 세그먼트들은 원하는 비대칭 광 세기 분포를 생성하는 데 도움을 주기 위해 상이한 양들의 광을 방출하도록 설계 또는 제어될 수 있다. 각각의 세그먼트에 의해 방출된 광의 양은 각각의 세그먼트 내의 LED들의 수를 변화시키거나 각각의 세그먼트에의 전류를 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 각각의 세그먼트로부터의 광 방출은 동일하다. 각각의 세그먼트는 직렬로 접속된 LED들을 포함할 수 있고, 세그먼트들은 병렬로 접속될 수 있다.The LEDs on the strip are divided into segments, such as 12 segments (according to the size of the luminary). The segments may be designed or controlled to emit different amounts of light to help create a desired asymmetric light intensity distribution. The amount of light emitted by each segment can be controlled by changing the number of LEDs in each segment or by changing the current to each segment. In another embodiment, the light emission from each segment is the same. Each segment may include LEDs connected in series, and the segments may be connected in parallel.
또 하나의 실시예에서, LED들은 원하는 방위각의 광 세기 분포를 (즉, 수평 각도 평면에서) 달성하기 위해, 가변 피치 또는 밀도로 배치되고, 필요한 집중도에 따라 잠재적으로 하나 이상의 행의 LED들이 배치된다.In another embodiment, the LEDs are arranged in a variable pitch or density to achieve a desired azimuthal light intensity distribution (ie, in a horizontal angular plane), and potentially one or more rows of LEDs depending on the required concentration. .
광 가이드 내로 주입된 광은 광의 추출될 때까지 내부적으로 반사하여, 광은 일부 지향성을 여전히 가지면서 광 가이드 내에서 어느 정도 혼합된다.Light injected into the light guide reflects internally until it is extracted, so that the light is mixed to some extent within the light guide while still having some directivity.
광 세기 분포의 비대칭을 또한 제어하기 위해, 평행한 톱니형 홈들이 발광 표면에 대향하는 광 가이드 표면 내에 형성된다. 홈들은 거리에 평행하다.To also control the asymmetry of the light intensity distribution, parallel serrated grooves are formed in the light guide surface opposite the light emitting surface. The grooves are parallel to the distance.
한 실시예에서, 모든 홈들은 동일하고 그들의 각도들 및 간격은 방출 표면 위의 광 분포 및 휘도 균일성을 미세 조정하도록 설계될 수 있다. 홈들의 각이 진 표면들은 일반적으로 하우스 측 LED들에 향하고, 홈들의 수직 표면들은 일반적으로 거리 측 LED들에 향하므로, 하우스 측 LED들과 거리 측 LED들 둘 다로부터 나오는 광선들은 일반적으로 홈 표면들로부터 반사된 후에 거리를 향해 지향된다. 홈들 간의 간격들은 광 가이드의 광 출사 면을 가로질러 보다 균일하게 광을 분산시키기 위해 광 가이드를 따라 변화될 수 있다.In one embodiment, all grooves are the same and their angles and spacing can be designed to fine tune light distribution and luminance uniformity over the emitting surface. Since the angled surfaces of the grooves are generally directed to the house side LEDs and the vertical surfaces of the grooves are generally directed to the street side LEDs, the rays from both the house side LEDs and the street side LEDs are generally directed to the groove surface. After being reflected from the fields, it is directed towards the distance. The spacing between the grooves can be varied along the light guide to more evenly distribute the light across the light exit face of the light guide.
또 하나의 실시예에서, 톱니형 홈들의 각도들 및 깊이들은 하우스 측을 향해 되반사(reflect back)되는 광의 양을 감소시키기 위해 거리 측을 향해 점차적으로 증가하고 방출 표면 위의 휘도 균일성을 더욱 개선시킨다.In another embodiment, the angles and depths of the sawtooth grooves increase gradually towards the distance side to reduce the amount of light reflected back towards the house side and further improve the luminance uniformity above the emitting surface. improve
광 가이드의 발광 측 상에는 광 추출 효율을 증가시키고 거리 측 빔을 넓히는 데 도움을 줄 수 있는, 에폭시 기반 도트들과 같은 반투명 도트들이 프린트될 수 있다. 도트들은 직경이 약 1㎜이고 (램버시안과는 대조적으로) 가우시안 광 방출을 가질 수 있다. 가우시안 도트들은 12도 반치 반폭 분산(12 degree half width, half maximum spread)을 제공하는 것과 같이, 입사 광선의 방향을 따라 입사 광선을 어느 정도 확산시킨다. 도트들은 광 가이드의 표면 상에 균일하게 배열되고 발광 표면의 면적의 약 반을 차지할 수 있다. 대안적으로, 도트들은 전체 발광 표면 위의 휘도 균일성을 개선시키기 위해 가변 크기 분포 또는 가변 밀도 분포를 가질 수 있다.Translucent dots, such as epoxy-based dots, can be printed on the light-emitting side of the light guide, which can increase light extraction efficiency and help widen the distance-side beam. The dots are about 1 mm in diameter and can have Gaussian light emission (as opposed to Lambertian). Gaussian dots spread the incident ray somewhat along the direction of the incident ray, such as providing a 12 degree half width, half maximum spread. The dots are uniformly arranged on the surface of the light guide and may occupy about half the area of the light emitting surface. Alternatively, the dots may have a variable size distribution or a variable density distribution to improve luminance uniformity over the entire light emitting surface.
(다소의 "젖빛의 유리" 마감과 같은) 가우시안의 연속하는 확산 층 또는 표면 조직이 또한 도트들 대신에 사용될 수 있다.A continuous diffusing layer or surface texture of Gaussian (such as a somewhat "frosted glass" finish) may also be used in place of the dots.
이들 확산 요소는 또한 광 가이드들의 후방 표면 상에 배치되고 홈들과 번갈아 있을 수 있다. 확산 요소들로부터의 광은 균일성을 증가시키기 위해 광 가이드 내에서 더욱 혼합될 것이다.These diffusing elements may also be disposed on the rear surface of the light guides and alternate with grooves. Light from the diffusing elements will be further mixed within the light guide to increase uniformity.
반사기는 광 가이드에서 빠져나온 임의의 상향 광을 후방으로 반사시키기 위해 광 가이드 위에 배치된다.A reflector is disposed above the light guide to reflect back any upward light exiting the light guide.
광 가이드의 출사 면 아래에 삽입된 추가의 투명 광학 플레이트는 예를 들어 눈부심을 감소시키도록 높은 각도 광선들을 필터링 제거하기 위해, 광 가이드를 보호하고 일부 추가적인 광 분포 제어를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 조직이 하우스 측을 향해 지향되는 광을 감소 또는 억제하기 위해 광 가이드 표면에 추가로 부가될 수 있다.An additional transparent optical plate inserted below the exit face of the light guide can be used to protect the light guide and provide some additional light distribution control, for example to filter out high angle rays to reduce glare. Tissue may further be added to the light guide surface to reduce or suppress light directed towards the house side.
홈들의 적절한 선택에 의해, 거리 측 조명 및 하우스 측 조명의 상대적 양들이 제어될 수 있다. 각각의 LED 세그먼트에 의해 방출되는 광의 양을 제어함으로써, 비대칭 광 세기 분포가 더욱 제어될 수 있다. 가우시안 도트들(또는 다른 적합한 확산기들)을 사용함으로써, 광 가이드에서 나가는 광은 지향성으로 남지만 광 가이드의 발광 표면을 직접 보는 관찰자가 일반적으로 균일한 쾌적한 광을 보도록 충분히 확산된다.By proper selection of the grooves, the relative amounts of street side lighting and house side lighting can be controlled. By controlling the amount of light emitted by each LED segment, the asymmetric light intensity distribution can be further controlled. By using Gaussian dots (or other suitable diffusers), the light exiting the light guide remains directional but is diffused sufficiently so that an observer looking directly at the light emitting surface of the light guide will generally see uniform pleasant light.
다른 실시예들에서, 광 가이드는 직사각형, 둥근 모서리들을 갖는 직사각형, (가능하면 둥근 모서리들을 갖는) 평행사변형, 또는 타원형일 수 있다. 이들 광 가이드는 톱니형 홈들의 필요성을 없애 주는, 웨지들로서 또한 형성될 수 있다. 가우시안 도트들 또는 다른 확산기들이 이용될 수 있다.In other embodiments, the light guide may be a rectangle, a rectangle with rounded corners, a parallelogram (possibly with rounded corners), or an ellipse. These light guides can also be formed as wedges, obviating the need for serrated grooves. Gaussian dots or other diffusers may be used.
또 하나의 직사각형 루미너리에서, 루미너리는 거리에 대해 각이 지고, LED 스트립들은 단지 광의 대부분이 거리를 따라 지향되게 하기 위해 2개의 하우스 측 에지를 따라 배치된다. 광 가이드의 후면 내로 몰드된 프리즘들은 광 세기 분포의 비대칭을 더욱 제어한다. 가우시안 도트들 또는 다른 확산기들이 이용될 수 있다.In another rectangular luminary, the luminaries are angled with respect to the distance, and the LED strips are placed along the two house side edges only so that most of the light is directed along the distance. Prisms molded into the back surface of the light guide further control the asymmetry of the light intensity distribution. Gaussian dots or other diffusers may be used.
LED들은 광 가이드의 측면들 내로 에지 주입된 LED 광보다는 광 가이드의 둘레 가까이에 형성된 홀들 내부에 배치될 수 있다.The LEDs may be placed inside holes formed near the perimeter of the light guide rather than LED light edge injected into the sides of the light guide.
루미너리는 비대칭 광 세기 분포가 요구되는 기타 목적을 위해 사용될 수 있다.Luminary can be used for other purposes where asymmetric light intensity distribution is required.
다른 실시예들이 개시된다.Other embodiments are disclosed.
도 1은 오버헤드 가로등으로서 사용되는 본 발명(루미너리)의 실시예의 사시도이다.
도 2는 거리를 따라 지향된 가장 높은 세기, 거리를 가로질러 지향된 더 낮은 광 세기, 및 (거리 측에 대향하는) 하우스 측을 향해 지향된 가장 낮은 광 세기를 도시한, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수직 각도를 교차하는 수평 콘 내의, 도 1의 램프의 테스트로부터의 광 세기 분포이다.
도 3은 약간 아래로 향하는 각도로 거리를 따라 지향된 가장 높은 광 세기 및 하우스 측을 향해 지향된 훨씬 더 낮은 광 세기를 도시한, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수평 각도를 교차하는 수직 평면 내의, 도 1의 램프의 테스트로부터의 광 세기 분포이다.
도 4는 상부 위에 반사기 시트가 있는 원형 광 가이드를 둘러싸는 LED 세그먼트들을 도시한, 상부 커버가 제거된 루미너리의 상면도(top down view)이다.
도 5는 발광 표면 상에 프린트된 가우시안 도트들(약 1㎜ 직경)을 도시한 광 가이드의 하면도(bottom up view)이다. 한 실시예에서, 도트들은 광 가이드의 하부 표면의 약 1/2을 차지한다.
도 6a는 세그먼트가 5개의 LED를 포함하는, 가요성 인쇄 회로 스트립 또는 강성 인쇄 회로 보드 상의 직렬 접속된 LED들의 한 세그먼트의 전면도(front view)이다.
도 6b는 세그먼트가 감소된 광 출력을 위해 단지 2개의 LED를 포함하는, 가요성 인쇄 회로 스트립 또는 강성 인쇄 회로 보드 상의 직렬 접속된 LED들의 또 하나의 세그먼트의 전면도이다.
도 7은 도트들을 포함하는 표면에 대향하는, 광 가이드의 후면 상에 형성된 평행한 톱니형 홈들의 어레이를 도시한다.
도 8은 광을 광 가이드의 에지들 내로 방출하는 LED들, 발광 표면 상의 가우시안 도트들(지향성이지만 확산), 후면 내의 평행한 톱니형 홈들, 및 광 가이드 위의 반사기를 도시한 도 7의 루미너리의 부분의 단면도이다.
도 9는 홈들은 동일하고 그들의 간격이 변화되는 도 8의 루미너리를 도시한다.
도 10은 홈들은 동일하고 확산 도트들이 홈들 사이에 프린트된 도 8의 루미너리를 도시한다.
도 11은 웨지 형상이 도 8-10의 홈들 대신에 사용될 수 있고, 가우시안 도트들이 또한 사용되는, 직사각형 루미너리의 부분의 단면도이다.
도 12는 LED들이 웨지형 광 가이드의 대향하는 에지들을 따라 단지 어떻게 배치될 필요가 있는지를 도시한 도 11의 루미너리의 상면도이다.
도 13은 광 가이드가 거리에 대해 각이 지게 배치되고, 변화하는-깊이 프리즘들의 어레이가 비대칭 광 세기 분포(하우스 측을 향해 더 낮은 세기)를 제어하기 위해 후면 내에 형성되고(예를 들어, 몰드되고), LED들의 스트립들이 단지 거리의 방향에서 광을 주로 주입하기 위해 광 가이드의 하우스 측 상에 배치된 평탄한 직사각형 루미너리의 상면도이다.
도 14는 어떻게 2개의 LED 세그먼트로부터의 광선들이 거리를 향해 내부적으로 그리고 하우스 측으로부터 멀리 반사되는지를 도시한 도 13의 광 가이드의 후면 내로 몰드된 단일 프리즘을 도시한다. 다른 형상들이 반사기들이 사용될 수 있다.
도 15는 도 1에 도시한 것과 같은, 원형 루미너리 내의 LED 세그먼트들이 원하는 비대칭 광 세기 분포를 달성하기 위해 세그먼트에의 전류들을 제어함으로써 어떻게 상이한 광 전력을 출력할 수 있는지를 도시한다.
도 16은 LED들의 링을 수용하기 위해, 15인치 루미너리에 대해 168개의 홀과 같이, 그것의 둘레를 따라 홀들을 갖는 원형 광 가이드의 하면도이다.
도 17은 홀들 내의 LED들 및 LED들 위의 반사기 링을 추가로 도시한 도 16의 광 가이드의 단면도이다. 광 가이드는 앞서 설명된 가우시안 도트들 및 홈들 또는 프리즘들을 포함한다.
동일한 또는 유사한 요소들은 동일한 번호로 라벨링된다.1 is a perspective view of an embodiment of the present invention (luminary) used as an overhead street lamp;
2 shows the emitted light intensity (candela), showing the highest intensity directed along the street, the lower light intensity directed across the street, and the lowest light intensity directed towards the house side (opposite to the street side). ) is the light intensity distribution from the test of the lamp of FIG.
3 is a vertical plane intersecting a horizontal angle at which the emitted light intensity (candela) is maximum, showing the highest light intensity directed along the street at a slightly downward angle and the much lower light intensity directed towards the house side; The light intensity distribution from the test of the lamp of FIG. 1 .
4 is a top down view of the luminary with the top cover removed, showing the LED segments surrounding a circular light guide with a reflector sheet thereon.
5 is a bottom up view of a light guide showing Gaussian dots (about 1 mm diameter) printed on a light emitting surface. In one embodiment, the dots occupy about 1/2 of the lower surface of the light guide.
6A is a front view of a segment of series connected LEDs on a flexible printed circuit strip or rigid printed circuit board, wherein the segment includes five LEDs.
6B is a front view of another segment of series connected LEDs on a flexible printed circuit strip or rigid printed circuit board, wherein the segment contains only two LEDs for reduced light output.
7 shows an array of parallel serrated grooves formed on the back side of the light guide, opposite the surface comprising the dots.
FIG. 8 is the luminary of FIG. 7 showing LEDs emitting light into the edges of the light guide, Gaussian dots on the light emitting surface (directional but diffuse), parallel serrated grooves in the back side, and a reflector over the light guide; It is a cross-sectional view of a part of
Fig. 9 shows the luminary of Fig. 8 in which the grooves are the same and their spacing is varied.
Fig. 10 shows the luminary of Fig. 8 in which the grooves are identical and diffuse dots are printed between the grooves.
11 is a cross-sectional view of a portion of a rectangular luminary, where a wedge shape may be used in place of the grooves of FIGS. 8-10 and Gaussian dots are also used.
FIG. 12 is a top view of the luminary of FIG. 11 showing just how the LEDs need to be placed along opposite edges of the wedge-shaped light guide.
13 shows that the light guide is positioned at an angle to the distance, an array of varying-depth prisms is formed within the back surface to control an asymmetric light intensity distribution (lower intensity towards the house side) (eg, a mold); ), a top view of a flat rectangular luminary in which strips of LEDs are placed on the house side of the light guide to primarily inject light in the direction of distance only.
14 shows a single prism molded into the backside of the light guide of FIG. 13 showing how the rays from the two LED segments are reflected internally towards a distance and away from the house side. Other shapes of reflectors may be used.
Fig. 15 shows how LED segments in a circular luminary, such as that shown in Fig. 1, can output different light powers by controlling the currents in the segment to achieve a desired asymmetric light intensity distribution.
16 is a bottom view of a circular light guide having holes along its perimeter, such as 168 holes for a 15 inch luminary, to receive a ring of LEDs.
17 is a cross-sectional view of the light guide of FIG. 16 further showing the LEDs in the holes and a reflector ring over the LEDs; The light guide includes the Gaussian dots and grooves or prisms described above.
Identical or similar elements are labeled with the same number.
본 발명이 광범위하게 다양한 응용들에서 사용될 수 있지만, 가로등으로서 사용하기 위해 최적화된 예가 도시된다. 도 1은 거리(14) 위에 지지 구조(12)에 의해 지지된 루미너리(10)를 도시한다. 루미너리(10)의 비대칭 광 세기 분포가 거리 측과 하우스 측에 대해 설명된다. 원하는 광 세기 분포는 거리의 소정 길이를 따라서는 높은 세기 광이고, 거리를 가로질러 연장하는 더 낮은 세기 광이고, 하우스 측을 향해 반대 방향으로 방출된 훨씬 더 낮은 광 세기이다. 거리의 길이를 따르는 광은 전체 거리의 꽤 균일한 조명을 제공하기 위해 인접한 가로등으로부터의 광과 혼합한다.Although the present invention can be used in a wide variety of applications, an example optimized for use as a street lamp is shown. 1 shows a
아래에 설명되는 예는 관찰자에 의해 직접 보여질 때 높은 휘도의 픽셀화된 광 패턴을 나타내지 않는다. 오히려, 광은 픽셀화된 광 패턴보다 훨씬 더 쾌적한 실질적으로 균일한 확산된 광을 생성하기 위해 루미너리의 발광 부분의 전체 하부 표면 위에 분산된다.The examples described below do not exhibit high luminance pixelated light patterns when viewed directly by an observer. Rather, the light is dispersed over the entire lower surface of the light emitting portion of the luminary to produce a substantially uniform diffused light that is much more pleasant than a pixelated light pattern.
도 2는 루미너리(10)가 축들의 교점에 있는, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수직 각도를 교차하는 수평 콘 내에, 도 1의 램프의 테스트로부터 획득된, (칸델라로 측정된) 바람직한 광 세기 분포(16)의 예를 도시한다. 많은 다른 유사한 분포들이 달성가능하고 최적한 분포는 조명될 거리의 특정한 특성들에 의존할 수 있다. 예를 들어, 더 좁은 거리들에 대해, 거리에 수직으로 지향된 거리-측 세기 분포는 오목할 수 있다. 도시한 예에서, 거리를 따라(거리에 일반적으로 평행하게) 지향된 피크 광 세기는 거리에 직접 수직으로 지향된 피크 광 세기보다 약 2-3배 높고, 하우스 측을 향해 지향된 피크 광 세기는 거리에 수직으로 직접 지향된 광 세기의 1/3보다 적다. 이러한 하우스 측 광은 루미너리가 거리 안으로 잘 매달려 있다면, 거리를 따르는 또는 연석 영역을 위한 좁은 길들을 조명하기 위해 사용될 수 있다.Fig. 2 shows the preferred (measured in candela), obtained from the test of the lamp of Fig. 1 , in a horizontal cone with the
도 3은 루미너리(10)가 축들의 교점에 있는, 방출된 광도(칸델라)가 최대인 수평 각도를 교차하는 수직 평면 내의, 도 1의 램프의 테스트로부터 획득된, (칸델라로 측정된) 바람직한 광 세기 분포(18)의 예를 도시한다. 도시한 예에서, 가장 높은 피크 광 세기가 약간 하향 각도로 거리를 따라 지향되고 훨씬 더 낮은 피크 광 세기가 하우스 측을 향해 지향된다. 거리 측 피크 광 세기는 하우스 측을 향해 지향된 피크 세기의 3배보다 크다.3 shows the preferred (measured in candela), obtained from testing the lamp of FIG. 1 , in a vertical plane intersecting a horizontal angle at which the emitted luminous intensity (candela) is maximum, at which the
광 세기들은 거리에 수직인 중심 선에 대한 실질적으로 미러 영상들이다.The light intensities are substantially mirror images of the center line perpendicular to the distance.
많은 다른 비대칭 광 세기 분포들이 아래에 설명되는 구조들을 사용하여 달성될 수 있다.Many other asymmetric light intensity distributions can be achieved using the structures described below.
도 4는 상부 커버가 제거된 도 1의 루미너리(10)의 부분의 상면도이다. 하부 개구를 갖는 원형의 금속 프레임(20)이 그것의 내부 둘레 주위에 백색 광 LED들의 선형 어레이를 포함하는 가요성 회로 테이프를 장착하였다. 백색 광 LED들은 백색 광을 생성하기 위해 YAG 인광체(황색 광을 발생함)를 갖는 고 전력, GaN-기반, 청색 방출 LED들일 수 있다. 다른 인광체들이 원하는 색 온도 또는 연색 지수(color rendition index)(CRI)를 획득하기 위해 부가될 수 있다.4 is a top view of a portion of the
한 실시예에서, 프레임(20)은 직경이 약 15인치이고, 약 168개의 LED가 있다. LED들은 12개의 세그먼트와 같은, 세그먼트들(22)로 분할되고, 여기서 단일 세그먼트(22) 내의 LED들은 직렬로 접속되고, 세그먼트들(22)은 병렬로 접속된다. LED가 3.5볼트의 순방향 전압을 가지면, 루미너리(10)의 동작 전압은 약 42볼트이다.In one embodiment,
도 5의 원형 광 가이드(24)는 거리를 향해 아래로 향하는 프린트된 도트들(26)이 있는 프레임(10) 내에 놓인다. 광 가이드(24)는 약 4-5㎜ 두께의 PMMA와 같은, 투명한 폴리머일 수 있다. 프린트된 도트들(26)은 도 8과 관련하여 나중에 보다 완전히 설명될 것이다.The circular
반사기 시트(28)(도 4)는 모든 광을 아래로 반사시키기 위해 광 가이드(24) 및 LED들 위에 배치된다(반사기 시트(28)는 LED들을 불명하게 하지 않기 위해 더 작게 도시된다). 한 실시예에서, 반사기 시트(28)는 반사성이거나, 광 세기 분포의 비대칭을 보다 잘 제어하기 위해 광선들의 지향성을 실질적으로 유지하지 위해, 약간 확산성의 미러 시트일 수 있다. 또 하나의 실시예에서, 반사기 시트(28)는 광의 확산을 크게 증가시키기 위해 백색 표면을 가질 수 있다. 반사기 시트(28)는 광 가이드(24)와 분리될 수 있거나 광 가이드 표면 바로 위에 있을 수 있다.A reflector sheet 28 (FIG. 4) is placed over the
금속 커버(도시되지 않음)가 루미너리(10) 위에 부착된다.A metal cover (not shown) is attached over the
한 실시예에서, 광 세기 분포의 비대칭에 대한 더 많은 제어를 제공하기 위해, LED 세그먼트들(22)이 상이한 양들의 광을 방출하도록 설계된다. 도 6a는 높은 휘도가 거리를 따라 그리고 하우스 측으로부터 멀리 지향되도록, 도 4에 도시한 위치들에서와 같이, 루미너리(10)의 후방 부분(하우스 측)을 따라 배치되기 위해 높은 휘도를 방출하도록 설계된 LED 세그먼트(30)를 도시한다. 5개의 LED(32)가 가요성 회로(36) 상에 도체(34)에 의해 직렬로 접속되는 것으로 도시된다. 실제 실시예에서, 세그먼트(22) 내에 약 14개의 LED가 있을 수 있다. LED들(32)은 일반적으로 램버시안 방출을 갖는다.In one embodiment, to provide more control over the asymmetry of the light intensity distribution, the
도 6b는 감소된 휘도를 출력하는 루미너리(10)에서 또한 사용될 수 있는 또 하나의 LED 세그먼트(38)를 도시한다. 이 예에서, 단지 2개의 LED(32)가 세그먼트(38) 내에 있다. 세그먼트(38)는 하우스 측의 방향에 낮은 휘도를 제공하기 위해 도 4에 도시한 위치들에 배치될 수 있다.6b shows another
광 가이드(24) 주위의 다른 위치들 내의 LED 세그먼트들(22)은 광 세기 분포를 더욱 맞춤화하기 위해 상이한 광 출력들을 갖도록 설계될 수 있다. 대안적으로, 상이한 전류들이 세그먼트들(22)로부터의 광 출력을 맞춤화하기 위해 동일한 LED 세그먼트들(22)에 인가될 수 있다.The
한 실시예에서, 광 가이드 주위의 각각의 세그먼트(22)는 동일하고 동일한 전류를 수신하고, 램프의 광 세기 분포는 아래에 설명되는 것들과 같은 다른 기술들을 사용하여 맞춤화될 수 있다.In one embodiment, each
도 7은 도트들(26)을 갖는 표면에 대향하는 광 가이드(24)의 표면 내로 몰드 또는 가공된 평행한 홈들(40)을 도시한 도 5의 광 가이드(24)를 도시한다. 홈들(40)은 톱니형으로 되어 있다. 각각의 홈(40)의 폭은 0.5-4㎜일 수 있다. 홈들(40)은 충돌 광을 거리 측을 향해 아래로 재지향시키고 광 가이드(24)의 에지들로부터 내부적으로 되반사되는 광의 양을 감소시킨다.FIG. 7 shows the
도 8은 홈들(40)과 프린트된 도트들(26)의 한 실시예를 도시한 루미너리(10)의 단면도이다. 가요성 회로(36) 상에 장착된 LED들(32)은 광 가이드(24) 내로 백색 광을 방출하는 것으로 도시된다. 광은 일반적으로 광이 각이 진 홈(24)에 의해 아래로 반사되고 또는 반투명 도트(26)에 충돌할 때까지 TIR에 의해 광 가이드(24)의 매끄러운 내부 표면들로부터 반사한다. 도트들(26)은 에폭시-기반이고, 예를 들어, 충돌 광선(42)의 방향 주위에 집중된 약 12도의 HWHM으로 광을 분산시킴으로써, 광을 단지 약간만 확산시키는 확산 입자들(예를 들어, TiO2, 하이 인덱스 마이크로-비드들(high index micro-beads) 등)을 포함할 수 있다. 이것은 충돌 광의 일부 지향성을 유지하지만 관찰자에게 루미너리가 균일하게 백색을 나타내도록 광을 충분히 확산시킨다. 도트(26)로부터의 확산된 광의 일부는 또한 광 가이드(24) 내로 되반사되어 궁극적으로 빠져나간다.8 is a cross-sectional view of the
홈들(40)은 거리에 평행한 길이를 갖고, 홈들(40)의 경사진 표면들은 (좌측 상의) 하우스 측 LED들로부터의 입사 광의 대부분을 수신하기 위해 아래로 각이 져 있다. 홈들(40)이 루미너리의 하우스 측으로부터 나오는 광선이 홈(40)에 의해 아래로 반사되는 기회들을 점차적으로 증가시키기 위해 증가하는 각도들로 광 가이드(24) 내로 어떻게 점점 더 깊어지는지를 주목한다. 이것은 하우스 측을 향해 방출되는 광의 양을 감소시키기 위해 하우스 측을 향해 광 가이드(24)의 우측 에지로부터 다시 반사할 광의 양을 크게 감소시킨다. 또한, 홈들(40)의 변화하는 깊이들/각도들은 하우스 측 LED들로부터의 광이 광 가이드(24)의 광 출사 면을 향해 더 균일하게 지향되게 하는데, 왜냐하면 광 가이드(24) 내의 하우스 측 LED들로부터의 광의 양이 변화하는 깊이/각도 홈들(40)에 의해 점점 더 차단되면서 광 가이드(24)의 길이를 따라 방출됨으로써 점차적으로 감소되기 때문이다. 따라서, 도 2 및 3에 도시한 비대칭 광 세기 분포를 여전히 유지하면서, 광 가이드(24)의 광 출사 면에 광의 양호한 균일성이 있다.The
반대로, 각이 진 홈들(40)의 일반적으로 수직인 표면들은 거리 측 LED 광의 더 많은 것이 거리 측으로부터의 광 방출을 증가시키기 위해 거리 측을 향해 되반사되게 한다. 거리 측 LED들은 광 가이드(24)의 전면 180도 주위에 배치되기 때문에, 거리 측 LED들로부터의 광은 하우스 측으로부터 멀리 반사되고 거리를 향해 방출될 것이다. 또 하나의 실시예에서, 홈들(40)은 모두 동일한 각도를 갖고 점점 더 깊어질 것이고, 홈들(40)의 폭들은 거리 측을 향해 점차적으로 증가한다.Conversely, the generally vertical surfaces of the
광 가이드(24)의 상부로부터 빠져나온 어떤 광은 반사기 시트(28)에 의해 광 가이드(24) 내로 되반사된다. 앞서 언급된 바와 같이, 반사기 시트(28)는 반사성(최대 지향성용), 확산 반사성, 또는 백색(최소 지향성용)일 수 있다.Any light exiting from the top of the
한 실시예에서, 광 가이드(24)로 들어간 광의 약 50퍼센트는 도트(26)에 의해 확산되지 않고 나가고, 나머지 50%는 도트(26)에 의해 확산되는데, 왜냐하면 도트들(26)은 광 가이드(24)의 하부 표면의 약 반을 덮기 때문이다. 도트들(26)은 둥근 직사각형, 둥근 삼각형, 평탄한 상부 원들, 평판한 측면의 프리즘들, 또는 확산된 가우시안 방출을 생성하는 다른 적합한 형상들과 같은 반구형 이외일 수 있다.In one embodiment, about 50% of the light entering the
홈들(40)의 깊이들 및 그들의 각도들을 제어함으로써, 도 2 및 3의 광 세기 분포들이 획득될 수 있다. 분포들에 대한 추가적인 제어는 다양한 LED 세그먼트들(22)(도 4)의 상대적 광 출력 전력을 제어함으로써 획득될 수 있다.By controlling the depths of the
도 9는 광 가이드(44) 내의 홈들(43)은 동일하고 그들의 간격이 변화되는 도 8의 루미너리를 도시한다. 홈들(43)은 홈들(43)이 보다 많은 광을 아래로 반사시키기 위해 거리 측에 접근함에 따라 함께 가까워진다. 하우스 측 LED들로부터의 광은 광 가이드(44)를 따라 점차적으로 감소되기 때문에, 홈들(43)의 증가된 밀도는 광 가이드(44)의 광 출사 표면을 따르는 광이 직접 보여질 때 더 균일하게 되게 한다.Fig. 9 shows the luminary of Fig. 8 in which the
또 하나의 실시예에서, 홈들(43)은 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포를 여전히 달성하면서 고르게 이격되는데, 왜냐하면 하우스 측 LED들로부터의 광은 일반적으로 홈들(43)의 각이 진 표면들에 의해 아래로 지향되는 반면, 거리 측 LED들로부터의 광은 일반적으로 거리 측 LED들에 향하는 홈들(43)의 수직 표면들에 의해 뒤로 (및 궁극적으로 아래로) 반사되기 때문이다.In another embodiment, the
도 10은 도 8의 루미너리를 도시하지만, 여기서는, 광 가이드(46) 내의 홈들(45)은 동일하고, 확산 가우시안 도트들(26)이 홈들(45) 사이에 프린트된다. 도트들(26)은 입사 광선들을 확산/지향성 방식으로 위와 아래로 재지향시킨다. 위로 재지향된 광은 반사기 시트(28)에 의해 아래로 되반사된다. 광 가이드(46)의 광 출사 면은 적층된 시트를 갖는 것과 같이, 확산 층(47)을 가질 수 있거나 광 가이드(46)를 가공 또는 몰드함으로써 형성될 수 있다. 확산의 양은 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포를 달성하기 위해서 제한되어야 한다.FIG. 10 shows the luminary of FIG. 8 , but here the
다른 확산 요소들이 표면을 거칠게 하거나 표면 내로 프리즘들을 몰드하는 것과 같이, 홈이 진 표면 상에 형성될 수 있다.Other diffusing elements may be formed on the grooved surface, such as roughening the surface or molding prisms into the surface.
원형 루미너리들이 직사각형 루미너리들보다 일부 장점들을 갖지만, 양호한 비대칭 광 세기 분포들이 직사각형 루미너리들을 사용하여 여전히 달성될 수 있다. 도 11은 반사 시트(52)로 덮여진 각이 진 상부 표면(웨지 형상)을 갖는 직사각형 광 가이드(50)의 단면도이다. 도 12는 도 11의 루미너리의 상면도이다. 각이 진 상부 표면은 하우스 측 LED들(좌측)에 의해 방출된 광의 대부분이 하우스 측으로부터 멀리 광 가이드(50)에서 나가게 한다. 광은 광 가이드(50)에서 직접 나가거나 도트(26)에 의해 약간 확산될 수 있다. 거리 측 LED들에 의해 방출된 광의 많은 것은 광 가이드(50)의 대향하는 평탄한 벽으로부터 반사되고 각이 진 상부 표면 및 도트들(26)에 의해 밖으로 재지향된다.Although circular luminaries have some advantages over rectangular luminaries, good asymmetric light intensity distributions can still be achieved using rectangular luminaries. 11 is a cross-sectional view of a rectangular
도 13은 그것의 전방 측들이 거리에 대해 45도 각도에 있도록, 거리에 대해 각이 진 평탄한(비웨지형) 광 가이드(56)의 상면도이다. LED들(58 및 60)의 스트립들은 하우스 측 상의 광 가이드(56)의 인접한 측들을 따라 배치된다. LED들로부터의 광은 거리의 방향에서 지향된다. 광을 거리 내의 아래로 및 옆으로 재지향시키기 위해, 도 14에 도시한 프리즘들(62)의 어레이가 광선들(63)을 거리를 향해 재지향시키기 위해 광 가이드(56)의 후면 내로 몰드된다. LED(58/60)의 스트립들의 위치는 거리를 향해 그리고 하우스 측으로부터 멀리 지향성을 주로 제어한다. 일부 광은 광 가이드(56)의 대향 에지들로부터 되반사되고 작은 하우스 측 방출을 생성한다. 프리즘 벽들의 각도들은 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포, 또는 다른 원하는 분포들을 생성하도록 제어될 수 있다. 가우시안 도트들은 광 가이드(56)의 발광 표면 상에 프린트될 수 있다.13 is a top view of a flat (non-wedge)
도 15는 LED 세그먼트들(64)이 전류 제어 회로(66)를 사용하여 세그먼트들(64)에 대한 상이한 전류들을 선택함으로써 제어되는 그들의 휘도를 갖는 도 4의 일반적인 루미너리를 도시한다. 회로(66)는 수동 회로(예를 들어, 저항기들 또는 금속 상호접속 패턴) 또는 루미너리의 원하는 광 세기 분포를 달성하도록 전자적으로 제어될 수 있는 디바이스일 수 있다.FIG. 15 shows the general luminary of FIG. 4 in which the
공기 갭에 의해 분리되거나 보다 직접적으로 광학적으로 결합되는, 광 가이드의 에지 주위에 LED들을 장착하는 것 대신에, 가요성 회로 상의 LED들이 도 16 및 17에 도시한 것과 같이, 광 가이드의 둘레 주위에 형성된 홀들 내부에 배치될 수 있다. 도 16은 광 가이드(72)의 둘레 주위에 형성된 관통 홀들(70)을 도시한다. 한 실시예에서, LED들(74)(도 17)이 도 4에 도시한 것들과 유사한 세그먼트들 내에 배열될 수 있다. LED들(74)을 지지하는 가요성 회로(76)는 링 내에 형성된다. 반사 링(78)은 홀들(70)의 상부 위에 배치되고 광 가이드(72)를 또한 덮을 수 있다. 광 가이드(72)는 도 2 및 3의 비대칭 광 세기 분포를 생성하기 위해 앞서 설명된 홈들(도 8-10) 및 가우시안 도트들(26)을 포함할 수 있다.Instead of mounting the LEDs around the edge of the light guide, separated by an air gap or more directly optically coupled, LEDs on a flex circuit are mounted around the perimeter of the light guide, as shown in FIGS. 16 and 17 . It may be disposed inside the formed holes. 16 shows through
도 17의 홀들(70) 내의 LED들(74)는 측면 방출일 수 있고, 여기서 반사 층이 인광체 위의 LED 다이들의 상부 표면 바로 위에 형성된다.The
타원형 루미너리들이 또한 상상된다.Elliptical luminaries are also envisioned.
많은 다른 루미너리 설계들이 또 하나의 원호보다 다른 원호 주위에서 훨씬 더 많은 광이 방출되는 분포를 갖는 광을 발생하기 위해 여기에 설명된 기술들을 사용하여 고려된다. 예를 들어, 루미너리들이 좁은 인도를 조명하기 위해 사용되고 지상으로부터 단지 약 1피트에 배치되면, 그들은 비교적 작을 수 있고(예를 들어, 직경이 4인치), 그들은 매우 넓고 좁은 사이드 로브들, 좁은 인도에 대해 훨씬 더 짧은 프론트 로브를 갖고, 본질적으로 하우스 측 방출이 없는 광 세기 분포를 가질 수 있다. 벽들을 보다 균일하게 강조하도록 방을 조명하기 위해 유사한 루미너리들이 사용될 수 있고, 여기서 광이 벽을 따라 보다 고르게 분산된다.Many different luminary designs are contemplated using the techniques described herein to generate light having a distribution in which much more light is emitted around another arc than another arc. For example, if luminaries are used to illuminate a narrow sidewalk and are placed only about 1 foot from the ground, they can be relatively small (eg, 4 inches in diameter), and they have very wide and narrow side lobes, narrow sidewalks. It can have a much shorter front lobe for , and a light intensity distribution with essentially no house side emission. Similar luminaries can be used to illuminate a room to more evenly highlight the walls, where the light is more evenly distributed along the walls.
본 발명의 특정한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자들에게는 본 발명에서 벗어나지 않고서 그것의 더 넓은 양태들에서 변화들 및 수정들이 이루어질 수 있고, 그러므로, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 취지 및 범위 내에 드는 모든 그러한 변화들 및 수정들 내에 포함시키고자 한다는 것이 명백할 것이다.While particular embodiments of the present invention have been shown and described, changes and modifications may be made to those skilled in the art in its broader aspects without departing from the invention, and therefore, the appended claims provide that It will be apparent that the intent is to embrace all such changes and modifications that come within the true spirit and scope of the invention.
Claims (15)
광 가이드를 포함하고, 상기 광 가이드는 상기 광 가이드의 둘레에 근접하게 배치된 복수의 발광 다이오드로부터 광을 수신하도록 구성되고,
상기 둘레는 제1 둘레 위치를 포함하고,
상기 수신된 광은 안내된 광으로서 상기 광 가이드 내부에서 안내 가능하고,
상기 광 가이드는 발광 표면을 갖고, 상기 발광 표면은 상기 안내된 광의 적어도 일부가 상기 발광 표면을 통해 상기 광 가이드를 빠져나가게 하도록 구성되고,
상기 광 가이드는 상기 발광 표면에 대향하는 반사 표면을 갖고,
상기 반사 표면은 상기 안내된 광의 적어도 일부를 반사하여 상기 반사된 일부가 안내된 광으로서 상기 광 가이드 내에 남게 하도록 구성되고,
상기 반사 표면은 상기 반사 표면을 따라 서로 평행하게 연장되는 복수의 홈을 포함하고,
각각의 홈은 상기 반사 표면 내로 연장되고,
각각의 홈은 각각의 경사진 표면 경사각으로 상기 제1 둘레 위치 쪽으로 경사진 제1 표면을 포함하고,
각각의 홈은 상기 발광 표면에 직교하게 배향된, 상기 제1 표면에 인접한 제2 표면을 포함하고,
상기 홈들은 상기 제1 둘레 위치로부터 떨어진 거리가 증가함에 따라 깊이가 증가하고,
상기 경사진 표면 경사각은 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이의 예각이 상기 제1 둘레 위치로부터 떨어진 거리가 증가함에 따라 감소하도록 변하고,
상기 제2 표면들은 상기 발광 표면으로부터 방출된 광의 대부분이 상기 제1 둘레 위치로부터 멀어지는 방향으로 있도록, 상기 제1 둘레 위치로부터 멀리 광을 반사하도록 구성되는, 조명 시스템.A lighting system comprising:
a light guide, wherein the light guide is configured to receive light from a plurality of light emitting diodes disposed proximate to a perimeter of the light guide;
the perimeter comprises a first perimeter location;
The received light can be guided inside the light guide as guided light,
the light guide has a light emitting surface, the light emitting surface configured to cause at least a portion of the guided light to exit the light guide through the light emitting surface;
the light guide has a reflective surface opposite the light emitting surface;
the reflective surface is configured to reflect at least a portion of the guided light such that the reflected portion remains within the light guide as guided light;
the reflective surface comprises a plurality of grooves extending parallel to each other along the reflective surface;
each groove extends into the reflective surface;
each groove comprising a first surface inclined towards said first circumferential position at a respective inclined surface inclination angle;
each groove comprising a second surface adjacent to the first surface oriented orthogonal to the light emitting surface;
The grooves increase in depth as the distance from the first circumferential position increases,
the inclined surface inclination angle changes such that an acute angle between the first surface and the second surface decreases with increasing distance from the first circumferential location;
and the second surfaces are configured to reflect light away from the first circumferential location such that a majority of the light emitted from the light emitting surface is in a direction away from the first circumferential location.
상기 발광 표면은 상기 발광 표면 상에 인쇄된 복수의 가우시안 확산 도트를 포함하고;
각각의 가우시안 확산 도트는 에폭시계 재료에 배치된 복수의 마이크로비드를 포함하고, 상기 마이크로비드들은 상기 에폭시계 재료의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는, 조명 시스템.According to claim 1,
the light emitting surface comprises a plurality of Gaussian diffusion dots printed on the light emitting surface;
wherein each Gaussian diffusing dot comprises a plurality of microbeads disposed in an epoxy-based material, the microbeads having an index of refraction different from the index of refraction of the epoxy-based material.
상기 복수의 발광 다이오드는 상기 광 가이드의 상기 둘레 주위의 개별 세그먼트들 사이에 분할되고;
상기 개별 세그먼트들 중 제1 개별 세그먼트 및 상기 개별 세그먼트들 중 제2 개별 세그먼트는 상이한 수의 발광 다이오드를 포함하는, 조명 시스템.5. The method of claim 4,
the plurality of light emitting diodes are divided between individual segments around the perimeter of the light guide;
wherein a first individual segment of the individual segments and a second individual segment of the individual segments comprise different numbers of light emitting diodes.
상기 복수의 발광 다이오드는 상기 광 가이드의 상기 둘레 주위의 개별 세그먼트들 사이에 분할되고;
상기 개별 세그먼트들 각각 내의 상기 발광 다이오드들은 전기적으로 직렬로 접속되고;
상기 개별 세그먼트들은 전기적으로 병렬로 접속되는, 조명 시스템.5. The method of claim 4,
the plurality of light emitting diodes are divided between individual segments around the perimeter of the light guide;
the light emitting diodes in each of the individual segments are electrically connected in series;
wherein the individual segments are electrically connected in parallel.
상기 복수의 발광 다이오드는 상기 광 가이드의 상기 둘레 주위의 개별 세그먼트들 사이에 분할되고;
상기 조명 시스템은 상기 개별 세그먼트들에 전력을 공급하도록 구성된 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 개별 세그먼트들 중 제1 개별 세그먼트에 제1 전류를 공급하고, 상기 개별 세그먼트들 중 제2 개별 세그먼트에 상기 제1 전류와 상이한 제2 전류를 공급하도록 구성되는, 조명 시스템.5. The method of claim 4,
the plurality of light emitting diodes are divided between individual segments around the perimeter of the light guide;
The lighting system further comprises a controller configured to supply power to the individual segments, the controller supplying a first current to a first individual one of the individual segments and to a second individual one of the individual segments and supply a second current different from the first current.
상기 개별 세그먼트들 중 상기 제1 개별 세그먼트 및 상기 개별 세그먼트들 중 상기 제2 개별 세그먼트는 동일한 수의 발광 다이오드를 포함하고,
상기 제1 전류는 상기 제1 세그먼트에 대한 제1 휘도를 동작 가능하게 확립하고,
상기 제2 전류는 상기 제2 세그먼트에 대한, 상기 제1 휘도와 상이한 제2 휘도를 동작 가능하게 확립하는, 조명 시스템.8. The method of claim 7,
the first individual segment of the individual segments and the second individual segment of the individual segments comprise the same number of light emitting diodes;
the first current operatively establishes a first luminance for the first segment;
and the second current operatively establishes, for the second segment, a second luminance different from the first luminance.
광 가이드를 이용하여, 상기 광 가이드의 둘레에 근접하게 위치된 복수의 발광 다이오드로부터 광을 수신하는 단계 - 상기 둘레는 제1 둘레 위치를 포함함 -;
상기 수신된 광을 안내된 광으로서 상기 광 가이드 내로 안내하는 단계;
상기 안내된 광의 적어도 일부를 상기 광 가이드의 발광 표면을 통해 상기 광 가이드를 빠져나가도록 지향시키는 단계;
상기 안내된 광의 적어도 일부를 상기 광 가이드의 반사 표면을 이용하여 반사하는 단계를 포함하고, 상기 반사 표면은 상기 발광 표면에 대향하여 위치되고, 상기 반사된 일부는 상기 광 가이드 내에 안내된 광으로서 남고,
상기 반사 표면은 상기 반사 표면을 따라 서로 평행하게 연장되는 복수의 홈을 포함하고,
각각의 홈은 상기 반사 표면 내로 연장되고,
각각의 홈은 각각의 경사진 표면 경사각으로 상기 제1 둘레 위치 쪽으로 경사진 제1 표면을 포함하고,
각각의 홈은 상기 발광 표면에 직교하게 배향된, 상기 제1 표면에 인접한 제2 표면을 포함하고,
상기 홈들은 상기 제1 둘레 위치로부터 떨어진 거리가 증가함에 따라 깊이가 증가하고,
상기 경사진 표면 경사각은 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이의 예각이 상기 제1 둘레 위치로부터 떨어진 거리가 증가함에 따라 감소하도록 변하고,
상기 제2 표면들은 상기 발광 표면으로부터 방출된 광의 대부분이 상기 제1 둘레 위치로부터 멀어지는 방향으로 있도록, 상기 제1 둘레 위치로부터 멀리 광을 반사하도록 구성되는, 방법.A method for emitting light, comprising:
using the light guide to receive light from a plurality of light emitting diodes positioned proximate a perimeter of the light guide, the perimeter comprising a first perimeter location;
directing the received light as guided light into the light guide;
directing at least a portion of the guided light through a light emitting surface of the light guide to exit the light guide;
reflecting at least a portion of the guided light using a reflective surface of the light guide, the reflective surface positioned opposite the light emitting surface, the reflected portion remaining as guided light within the light guide ,
the reflective surface comprises a plurality of grooves extending parallel to each other along the reflective surface;
each groove extends into the reflective surface;
each groove comprising a first surface inclined towards said first circumferential position at a respective inclined surface inclination angle;
each groove comprising a second surface adjacent to the first surface oriented orthogonal to the light emitting surface;
The grooves increase in depth as the distance from the first circumferential position increases,
the inclined surface inclination angle changes such that an acute angle between the first surface and the second surface decreases with increasing distance from the first circumferential location;
and the second surfaces are configured to reflect light away from the first circumferential location such that a majority of the light emitted from the light emitting surface is in a direction away from the first circumferential location.
원형 둘레를 갖는 광 가이드;
상기 광 가이드의 둘레에 근접하게 위치되고, 광을 안내된 광으로서 상기 광 가이드의 중심을 향해 상기 광 가이드 내부로 지향시키도록 구성된 복수의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 둘레는 제1 둘레 위치를 포함하고,
상기 광 가이드는 발광 표면을 갖고, 상기 발광 표면은 상기 안내된 광의 적어도 일부가 상기 발광 표면을 통해 상기 광 가이드를 빠져나가게 하도록 구성되고,
상기 광 가이드는 상기 발광 표면에 대향하는 반사 표면을 갖고,
상기 반사 표면은 상기 안내된 광의 적어도 일부를 반사하여 상기 반사된 일부가 안내된 광으로서 상기 광 가이드 내에 남게 하도록 구성되고,
상기 반사 표면은 상기 반사 표면을 따라 서로 평행하게 연장되는 복수의 홈을 포함하고,
각각의 홈은 상기 반사 표면 내로 연장되고,
각각의 홈은 각각의 경사진 표면 경사각으로 상기 제1 둘레 위치 쪽으로 경사진 제1 표면을 포함하고,
각각의 홈은 상기 발광 표면에 직교하게 배향된, 상기 제1 표면에 인접한 제2 표면을 포함하고,
상기 복수의 발광 다이오드는 상기 광 가이드의 상기 둘레 주위의 개별 세그먼트들 사이에 분할되고,
상기 개별 세그먼트들 중 제1 개별 세그먼트는 제1 휘도를 갖는 광을 생성하도록 구성되고, 상기 개별 세그먼트들 중 제2 개별 세그먼트는 상기 제1 휘도와 상이한 제2 휘도를 갖는 광을 생성하도록 구성되고,
상기 홈들은 상기 제1 둘레 위치로부터 떨어진 거리가 증가함에 따라 깊이가 증가하고,
상기 경사진 표면 경사각은 상기 제1 표면과 상기 제2 표면 사이의 예각이 상기 제1 둘레 위치로부터 떨어진 거리가 증가함에 따라 감소하도록 변하고,
상기 제2 표면들은 상기 발광 표면으로부터 방출된 광의 대부분이 상기 제1 둘레 위치로부터 멀어지는 방향으로 있도록, 상기 제1 둘레 위치로부터 멀리 광을 반사하도록 구성되는, 조명 시스템.A lighting system comprising:
a light guide having a circular perimeter;
a plurality of light emitting diodes positioned proximate a perimeter of the light guide and configured to direct light as guided light into the light guide toward a center of the light guide, the perimeter comprising a first circumferential location do,
the light guide has a light emitting surface, the light emitting surface configured to cause at least a portion of the guided light to exit the light guide through the light emitting surface;
the light guide has a reflective surface opposite the light emitting surface;
the reflective surface is configured to reflect at least a portion of the guided light such that the reflected portion remains within the light guide as guided light;
the reflective surface comprises a plurality of grooves extending parallel to each other along the reflective surface;
each groove extends into the reflective surface;
each groove comprising a first surface inclined towards said first circumferential position at a respective inclined surface inclination angle;
each groove comprising a second surface adjacent to the first surface oriented orthogonal to the light emitting surface;
the plurality of light emitting diodes are divided between individual segments around the perimeter of the light guide;
a first respective one of the individual segments is configured to produce light having a first luminance, and a second individual one of the individual segments is configured to generate light having a second luminance different from the first luminance;
The grooves increase in depth as the distance from the first circumferential position increases,
the inclined surface inclination angle changes such that an acute angle between the first surface and the second surface decreases with increasing distance from the first circumferential location;
and the second surfaces are configured to reflect light away from the first circumferential location such that a majority of the light emitted from the light emitting surface is in a direction away from the first circumferential location.
상기 제어기는 상기 개별 세그먼트들 중 제1 개별 세그먼트에 제1 전류를 공급하고, 상기 개별 세그먼트들 중 제2 개별 세그먼트에 상기 제1 전류와 상이한 제2 전류를 공급하도록 더 구성되고,
상기 개별 세그먼트들 중 상기 제1 개별 세그먼트 및 상기 개별 세그먼트들 중 상기 제2 개별 세그먼트는 동일한 수의 발광 다이오드를 포함하고,
상기 제1 전류는 상기 제1 세그먼트에 대한 상기 제1 휘도를 동작 가능하게 확립하고,
상기 제2 전류는 상기 제2 세그먼트에 대한 상기 제2 휘도를 동작 가능하게 확립하는, 조명 시스템.13. The method of claim 12,
wherein the controller is further configured to supply a first current to a first individual of the individual segments and supply a second current to a second individual of the individual segments, a second current different from the first current;
the first individual segment of the individual segments and the second individual segment of the individual segments comprise the same number of light emitting diodes;
the first current operatively establishes the first luminance for the first segment;
and the second current operatively establishes the second luminance for the second segment.
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